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实验1:测定金属的电阻率

开关,导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次1 2 3 4 5 6 7数U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520由以上实验数据可知:他们测量X R是采用图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。

请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物图的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示。

图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点,请在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点,并描绘出IU-图线,由图线得出金属丝的阻值R=______Ω(保留2位有效数字)。

5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________(填选项前的符号)。

A. 1×10-2 Ω·mB. 1×10-3 Ω·mC. 1×10-6 Ω·mD. 1×10-8 Ω·m(6)任何实验测量都存在误差。

本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是_________(有多个正确选项)。

A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差针对训练1.某待测电阻的额定电压为3V(阻值大约为10Ω).为测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材A:电流表A(量程300mA,内阻约1Ω)1B :电流表A 2(量程0.6A ,内阻约0.3Ω)C :电压表V 1(量程3.0V ,内阻约3kΩ)D :电压表V 2(量程5.0V ,内阻约5kΩ)E :滑动变阻器R 1(最大阻值为50Ω)F :滑动变阻器R 2(最大阻值为500Ω)G :电源E (电动势4V ,内阻可忽略)H :电键、导线若干.①为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)电流表_________;电压表___________;滑动变阻器_____________.②下列给出的测量电路中,最合理的电路是2.某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率,已知电阻丝的长度为L ,电阻约为20Ω,可提供的器材有:A :电流表G ,内阻Ω=120g R,满偏电流mA I g 3= B :电流表A ,内阻约为0.2Ω,量程为0~0.6AC :螺旋测微器D :电阻箱(0~9999Ω,0.5A )E :滑动变阻器g R (5Ω,1A )A BC DF:干电池组(3V,0.05Ω)G:一个开关和导线若干他进行了以下操作:①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。

如图所示为螺旋测微器的示数部分,则该次测量测得电阻丝的直径d=mm。

②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。

这块“电压表”最大能测量3V的电压,则电阻箱的阻值应调为R0=Ω。

③设计实验电路图。

图中虚线框里只是他设计的实验电路图的一部分,请将电路图补画完整。

④实验电路连接。

请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。

⑤测量并计算电阻率。

闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某确定位置,电流表G的示数为l1,电流表A的示数为l2。

请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式 = 。

3.在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。

现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。

①用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图13所示,则该电阻丝直径的测量值d= mm;②实验中能提供的器材有开关,若干导线及下列器材:电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);1(量程0~15V,内阻约15kΩ);电压表V2(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电流表A2(0~10Ω);滑动变阻器R1(0~1kΩ);滑动变阻器R2电源E(电动势为4.5V,内阻不计)。

为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。

4.有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为10Ω,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。

已知这种金属的电阻率为ρ。

实验室中可以提供下列器材:A.厘米刻度尺;B.毫米刻度尺;C.螺旋测微器;D.电流表(量程300mA,内阻约1Ω);E.电流表(量程3A,内阻约0.1Ω);F.电压表(量程3V,内阻约6kΩ);G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A);H.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流2A);I.蓄电池(电动势6V,内阻0.05Ω);J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差小,便于调节。

回答下列问题:①实验中应测物理量的名称及符号是;②应选用的实验器材有;(填字母)③在方框中画出实验电路图;④按照你设计的电路图将图中所示仪器连成实验电路;+A+待测⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d 的表达式为d = 。

5.有一根细长而均匀的金属管线样品,长约为60cm ,电阻大约为6Ω。

横截面如图8所示。

①用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图9所示,金属管线的外径为_________mm ;②现有如下器材A .电流表(量程0.6A ,内阻约0.1Ω)B .电流表(量程3A ,内阻约0.03Ω)C .电压表(量程3V ,内阻约3kΩ)D .滑动变阻器(1750Ω,0.3 A)E .滑动变阻器(15Ω,3A)F .蓄电池(6V ,内阻很小)G .开关一个,带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。

(只填代号字母)。

③请将图10所示的实际测量电路补充完整。

图9 图8④已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R ,金属管线的外径为d ,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S ,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是 。

计算中空部分截面积的表达式为S = 。

6.(5分)有一个电阻R x ,其阻值大约为20Ω,现要更精确地测量其电阻,手边现有器材如下:A .电源E (电动势12.0V ,内阻为0.5Ω);B .电压表(0~3~15V ,内阻大于3kΩ);C .电流表(0~0.6~3A ,内阻小于1Ω);D .滑动变阻器R 1(0~10Ω,2.0A );E .滑动变阻器R 2(0~1700Ω,0.3A );F .开关S 和导线若干。

(1)滑动变阻器应选用 (填写器材代号)。

连接电路时,电压表的量程应选 V ,电流表的量程应选 A 。

(2)请在右边方框中画出实验电路图。

2.答案:(2)(10分)①0.265~0.267 ②880)(4)(12012I l L R R I d g -+π③如下图 ④如下图 图10电阻的测量方法总结1.伏安法测电阻练习1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“2.2V,0.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有A. 直流电源6V(内阻不计)B. 直流电流表0~3A(内阻0.1Ω以下)C. 直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω)D. 直流电压表0~3V(内阻约为15kΩ)E. 滑动变阻器10Ω,2AF. 滑动变阻器1kΩ,0.5A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。

(1)实验中电流表应选用_________,滑动变阻器应选用___________。

(均用仪器前的字母表示)(2)按要求画出实验电路图。

练习2、某同学做“测定金属电阻率”的实验。

①需要通过实验直接测量的物理量有:(写出名称和符号)。

②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻。

有以下器材可供选择:(要求测量尽量准确)A.电池组(3V,内阻约1Ω);B.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)D.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)G.滑动变阻器(0~1000Ω,额定电流0.3A)H.开关、导线。

实验时应选用的器材是(填写各器材的字母代号)。

请在下面的虚线框中画出实验电路图。

这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如下图所示。

由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为Ω。

练习3、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值R x。

①有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图7甲、乙所示,若分别用这两个电路进行实验,则测量值比真实值偏小的应是_____图所示的电路。

(选填“甲”或“乙”)②若已知这段导体的电阻约为30Ω,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是。

(只填写字母代号)A.电池(电动势14 V、内阻可忽略不计)B.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.12Ω)C.电流表(量程0~100m A,内阻约12 Ω)D.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)E.电压表(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)F.滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流2.0A)G.滑动变阻器(0~500 Ω,允许最大电流0.5 A)③请在方框中画出测量这段导体电阻值的实验电路图(要求直接测量量的变化范围尽可能大一些)④根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示,发现MN段明显向上弯曲。

若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是。

2.安安法测电阻(1)如图所示,当两电表所能测得的最大接近时,如果一直A1的内阻R1,则测得A2的内阻R2=I1R1/I2.(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2,待测电阻R1阻值的计算公式是R=I1r /(I2-I1).练习4:用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:电流表A1(量程300mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);图8U/VMNP单刀单掷开关S,导线若干.(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.(2)实验中,需要直接测量的物理量是________,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=__________.3.伏伏法测电阻:电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用.(1)如图所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻R2=U2 R1/U1·(2)电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电压表V1的内阻为r1,根据串联、并联电路的规律,算出RX的电阻为RX=(U2-U1)r1/U1练习5:用以下器材测量电阻RX的阻值(900~1000Ω): 电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关S,导线若干.(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻RX的一种实验电路原理图。

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